JVM调优总结(六)-分代垃圾回收详述2

本文深入探讨了Java垃圾回收算法,包括串行、并行和并发收集器的原理、适用场景及其配置方法,旨在帮助开发者根据实际需求选择最适合的垃圾回收策略,提升应用性能。

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分代垃圾回收流程示意

 

 

选择合适的垃圾收集算法

串行收集器

 

用单线程处理所有垃圾回收工作,因为无需多线程交互,所以效率比较高。但是,也无法使用多处理器的优势,所以此收集器适合单处理器机器。当然,此收集器也可以用在小数据量(100M左右)情况下的多处理器机器上。可以使用-XX:+UseSerialGC打开。

 

 

 

并行收集器

 

 

对年轻代进行并行垃圾回收,因此可以减少垃圾回收时间。一般在多线程多处理器机器上使用。使用-XX:+UseParallelGC.打开。并行收集器在J2SE5.0第六6更新上引入,在Java SE6.0中进行了增强--可以对年老代进行并行收集。如果年老代不使用并发收集的话,默认是使用单线程进行垃圾回收,因此会制约扩展能力。使用-XX:+UseParallelOldGC打开。

使用-XX:ParallelGCThreads=<N>设置并行垃圾回收的线程数。此值可以设置与机器处理器数量相等。

此收集器可以进行如下配置:

最大垃圾回收暂停:指定垃圾回收时的最长暂停时间,通过-XX:MaxGCPauseMillis=<N>指定。<N>为毫秒.如果指定了此值的话,堆大小和垃圾回收相关参数会进行调整以达到指定值。设定此值可能会减少应用的吞吐量。

吞吐量:吞吐量为垃圾回收时间与非垃圾回收时间的比值,通过-XX:GCTimeRatio=<N>来设定,公式为1/(1+N)。例如,-XX:GCTimeRatio=19时,表示5%的时间用于垃圾回收。默认情况为99,即1%的时间用于垃圾回收。

 

 

 

并发收集器

可以保证大部分工作都并发进行(应用不停止),垃圾回收只暂停很少的时间,此收集器适合对响应时间要求比较高的中、大规模应用。使用-XX:+UseConcMarkSweepGC打开。

    并发收集器主要减少年老代的暂停时间,他在应用不停止的情况下使用独立的垃圾回收线程,跟踪可达对象。在每个年老代垃圾回收周期中,在收集初期并发收集器 会对整个应用进行简短的暂停,在收集中还会再暂停一次。第二次暂停会比第一次稍长,在此过程中多个线程同时进行垃圾回收工作。

    并发收集器使用处理器换来短暂的停顿时间。在一个N个处理器的系统上,并发收集部分使用K/N个可用处理器进行回收,一般情况下1<=K<=N/4。

    在只有一个处理器的主机上使用并发收集器,设置为incremental mode模式也可获得较短的停顿时间。

 

    浮动垃圾:由于在应用运行的同时进行垃圾回收,所以有些垃圾可能在垃圾回收进行完成时产生,这样就造成了“Floating Garbage”,这些垃圾需要在下次垃圾回收周期时才能回收掉。所以,并发收集器一般需要20%的预留空间用于这些浮动垃圾。

 

    Concurrent Mode Failure:并发收集器在应用运行时进行收集,所以需要保证堆在垃圾回收的这段时间有足够的空间供程序使用,否则,垃圾回收还未完成,堆空间先满了。这种情况下将会发生“并发模式失败”,此时整个应用将会暂停,进行垃圾回收。

 

    启动并发收集器:因为并发收集在应用运行时进行收集,所以必须保证收集完成之前有足够的内存空间供程序使用,否则会出现“Concurrent Mode Failure”。通过设置-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=<N>指定还有多少剩余堆时开始执行并发收集

 

 

小结

串行处理器:

--适用情况:数据量比较小(100M左右);单处理器下并且对响应时间无要求的应用。 
--缺点:只能用于小型应用

 

并行处理器:

--适用情况:“对吞吐量有高要求”,多CPU、对应用响应时间无要求的中、大型应用。举例:后台处理、科学计算。 
--缺点:垃圾收集过程中应用响应时间可能加长

 

并发处理器:

--适用情况:“对响应时间有高要求”,多CPU、对应用响应时间有较高要求的中、大型应用。举例:Web服务器/应用服务器、电信交换、集成开发环境。

内容概要:论文提出了一种基于空间制的能量高效子通信方案(SM-MC),将传输符号为空间符号和浓度符号。空间符号通过激活单个发射纳米机器人的索引来传输信息,浓度符号则采用传统的浓度移位键控(CSK)制。相比现有的MIMO子通信方案,SM-MC避免了链路间干扰,降低了检测复杂度并提高了性能。论文析了SM-MC及其特例SSK-MC的符号错误率(SER),并通过仿真验证了其性能于传统的MIMO-MC和SISO-MC方案。此外,论文还探讨了子通信领域的挑战、势及相关研究工作,强了空间维度作为新的信息自由度的重要性,并提出了未来的研究方向和技术挑战。 适合人群:具备一定通信理论基础,特别是对纳米通信和子通信感兴趣的科研人员、研究生和工程师。 使用场景及目标:①理解子通信中空间制的工作原理及其势;②掌握SM-MC系统的具体实现细节,包括发射、接收、检测算法及性能析;③对比不同子通信方案(如MIMO-MC、SISO-MC、SSK-MC)的性能差异;④探索子通信在纳米网络中的应用前景。 其他说明:论文不仅提供了详细的理论析和仿真验证,还给出了具体的码实现,帮助读者更好地理解和复现实验结果。此外,论文还讨论了子通信领域的标准化进展,以及未来可能的研究方向,如混合制方案、自适应制技术和纳米机器协作协议等。
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